基于核心素養的高中物理教學研究

黃曉標

修訂后的《普通高中物理課程標準》指出：物理核心素養是學生在接受物理教育過程中逐步形成的適應個人終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力，是學生通過物理學習內化的帶有物理學科特性的品質。高中物理課程旨在促進學生“物理觀念”“科學思維”“實驗探究”“科學態度與責任”等核心素養的形成和發展。物理學科核心素養已成為中學物理教育的熱點，也是落實立德樹人、深化基礎教育課程改革目標的關鍵要素。

培養學生的物理核心素養和關鍵能力，是今后一個階段我國高中物理課程的價值所在。這些培養目標的實現，都依賴于基于核心素養的高中物理教學研究，只有在高中物理教學過程中，著力核心素養的有效培養，才能讓學生真切感受物理的思想方法，才能真正提高高中物理教學質量。本文從以下六個方面談談基于核心素養的高中物理教學研究。

一、研究高中物理核心素養的構成和分解

高中物理核心素養由“物理觀念”“科學思維”“實驗探究”“科學態度與責任”等四個方面構成。課標中闡述其內涵為：

1.物理觀念：從物理學視角形成的關于物質、運動、能量和相互作用等基本認識，是物理概念和規律等在頭腦中的提煉和升華，是運用物理知識和方法解釋自然現象和解決實際問題的能力。

2.科學思維：從物理學視角對客觀事物本質屬性、內在規律及相互關系的認識方式，對物理學中基礎理論、理想模型和經驗事實之間關系的理解；是分析綜合、抽象概括、推理論證等科學思維方法的內化；是基于事實證據和科學推理對不同觀點和結論提出質疑、批判，進而提出創造性見解的能力與品質。主要包括模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新等要素。

3.實驗探究：具有科學探究的意識，能在真實情境中提出物理問題，形成猜測和假設，利用科學方法獲取和處理信息，形成結論，以及對實驗探究過程和結果進行交流、評估、反思的能力。主要包括問題、證據、解釋、交流等要素。

4.科學態度與責任：在認識科學本質，理解科學、技術、社會、環境（STSE）的關系基礎上形成的對科學和技術應有的正確態度以及責任心。具有學習物理探索自然的內在動力，嚴謹認真、實事求是和持之以恒的探索精神，獨立思考、敢于質疑和善于反思的創新精神，以及保護環境、推動可持續發展的責任感。能尊重自然、遵守科學倫理和道德規范，主要包括科學本質、科學態度、科學倫理、STSE等要素。

上述物理核心素養應該合理分解到高中物理課堂教學的各個環節中去，才能逐步得到實現。

在物理教學中，不斷地滲透物理思想及研討問題的方法，使學生形成一個好的學習習慣，對學好物理將起到重要作用。在探究的過程中，要滲透物理思想的方法。如：建模方法、對稱性原理、數量級估計、量綱分析、轉換法、科學推理法、圖像法、控制變量法、類比法、等效法等。

一個輕松愉悅的課堂，老師能不斷地給學生創造展示的機會，并對學生的贊賞和鼓勵毫不吝嗇，最終達到的目標就是，在老師的引導下，學生通過自主的探究，不僅能完成常規的學習任務，還能找到新的解決問題的方法，最終體現學生的主體地位。通過適當的引導或者是指點，真正把學習和創造的空間留給學生，實現興趣的延續，培養創新思維習慣。

想通過一節課就培養出學生的創新能力和創新精神是不可能的，但只要堅持每一節課都為學生創新思維習慣的養成做點滴的積累，這種能力和精神是可以逐漸養成的。

二、研究高中物理課堂教學高效率

高效的物理課堂，應該以盡可能少的時間、精力和物力投入，取得盡可能好的教學效果。盡可能好的教學效果可以從以下兩個方面來體現：一是效率的最大化，也就是在單位時間內學生的受益量。主要表現在課堂容量，課內外學業負擔等。二是效益的最優化，也就是學生受教育教學影響的積極程度。主要表現在興趣培養、習慣養成、學習能力、思維能力與品質等諸多方面。

高效的物理課堂至少在教學時間、教學任務量、教學效果等三個要素方面有突破，概括為：輕負擔，低消耗，全維度，高質量。其基本特征是自主建構，互動激發，高效生成，愉悅共享。評價課堂高效，一看學生知識掌握、能力增長和情感的變化程度；二看教學效果是通過怎樣的投入獲得的，是否實現了少教多學；三看師生是否經歷了一段雙向激發的愉悅交往過程。

高效課堂是有效課堂的最高境界，高效課堂基于高效教學。那如何實現高中物理課堂教學的高效呢？

首先，要想實現對課堂教學的高效管理，離不開課下的認真備課。這里所說的備課，不僅僅是備出一堂課的重難點，更為重要的是備出學生可能的反應及應對措施。

其次，重視課堂導入。教師先進入角色，讓學生的情緒及時地從放松喧鬧的課間轉換到嚴謹安靜的課堂教學上來。導入活動，可以引起和保持學生的有意注意，加深對學習目標的理解。對學習目標理解得越清楚、越深刻，后繼學習的自覺性、主動性越強，完成學習任務的愿望越強烈。物理知識具有很強的實踐性，與生活實踐聯系緊密，這些都能讓教師通過巧妙的設計，將導入新課變得生動、有趣，激發學生強烈的求知欲。

隨后，教學內容的設置和教學速度的控制。課堂教學的內容是教師講授的主旨。傳授的多寡，要符合學生的認知結構，完整地構建新知納入舊知的階梯，言簡意賅地闡述知識的精華。教師在講授教學內容時，在駕馭和處理教材時，要做到突出重點、抓住難點，做到有放有收、詳略得當。要引導學生去主動探索和概括知識的規律，并在思維的訓練和能力的培養上，既有知識的連貫性與覆蓋性，又有內容的階段性和章節性，做到有層次、有章法、有主次、有坡度、有創新，不斷激發學生的積極思維和強烈的求知欲望。在講授教材內容時，還應有一定的感情色彩和“節拍”，聲應抑揚頓挫，神應莊重典雅，使聲神融會，相得益彰，做到隨境而遷、因人而異。如講到重點時，加強語氣聲調，滿腔韻致激情；講到難點時，緩和語氣聲調，言詞委婉清晰；闡述成功經驗時，語氣宜莊重、生動、鏗鏘有力；解剖失敗教訓時，語氣應嚴肅、沉穩、誠然有理。這種聲情并茂、師生共鳴、教學相長的氛圍場景，無疑會將知識的甘泉自然和諧地注入學生的心里。

最后，重視課堂的收尾。教師要充分注意最后幾分鐘的教學效果。為鞏固課堂已講授的內容，教師應抓住一個適當的機會，向學生提出幾個簡單扼要的問題，或是梳理、歸納，或是加深、加寬，或是配置一些臨時的課堂練習。

當然，也要教學生學會課后反思。孔子曰：“學而不思則罔，思而不學則殆。”學生在學習中完成這一主動建構的重要方式是學習反思。反思既是一種思維形式，更是一種學習習慣。從學習方式上看，學會反思并非一朝一夕所能達成的，它需要教師的耐心培養，以學會真正意義上的更深層的反思。

三、研究高中物理教學提升核心素養的策略

著名心理學家布魯納指出，對所學知識有濃厚的興趣是學習的最好動機。物理教學過程中，教師只有努力創設促使學生積極順應的物理情境，設法激趣，才能誘發學生對概念和規律的探究動機。如：導入概念和規律，可以疑“激”趣，也可以情“激”趣，還可以奇“激”趣。

“能力”基于“行為”，能力的提升一定是和相關行為聯系在一起的。學生探究能力的培養不可能只通過理解就能實現，學生必須經歷探究的過程，“實驗探究”是高中物理核心的學習行為，學生在這一行為過程中建構概念，發現規律，解決問題，提高能力。建構概念，探索規律，培養學生的科學思維和實驗探究能力。

對物理概念和規律要有比較透徹的理解，就要通過具體問題的分析、解決，做到學以致用。理解、鞏固物理概念和規律，要循序漸進，逐漸深入，在不斷反復、不斷探究的過程中逐漸建立概念，形成規律，鞏固掌握概念和規律，并通過實際的運用來發展、增強學生的思維能力、分析問題和解決問題的能力。聯系實際，應用概念和規律，培養學生的建模能力和解決實際問題的能力。

物理觀念的建立，需要多運用物理知識和方法解釋自然現象和解決實際問題來進行。科學思維的培養，需要內化科學思維方法，多質疑，多進行批判思考，進而提出創造性見解。科學探究意識的形成，需要多在真實情境中提出物理問題，敢于猜測和假設，利用科學方法獲取和處理信息，形成結論，養成對實驗探究過程和結果進行交流、評估的習慣。科學態度與責任的養成，需要努力開發探索自然的內在動力，在學習過程中多培養嚴謹認真、實事求是和持之以恒的探索精神，獨立思考、敢于質疑和善于反思的創新精神，以及保護環境、推動可持續發展的責任感。

四、研究高中學生探究學習的方法

最精湛的教學藝術，遵循的最高準則就是讓學生自己提出問題，自覺學習。在高中物理教學過程中，要用科學的方法去指導學生的學習，把學習科學知識的方法教給學生。實際教學中情景導趣法、多維討論法、辨析交流法、問題反思歸類等方法的應用收效不錯，不僅兼顧了新理念的落實，還提高了學生的能力和成績。

學會保持學生學習物理的興趣，培養樂思好問習慣為思維迸發奠定情感基礎。教學是一種長效的勞動過程，少則半年多到兩三年才會顯現效果。所以構建基于核心素養高效物理課堂，我們的首要認識就是：學會保持學生學習物理知識的興趣，為提高學生學習的效果奠定情感基礎。學生在學習過程中都有疲勞期，即便實驗較多的物理學習也不例外。

抓住課堂這個主陣地，構建培養學生自己探究思考的學習能力。思維比知識重要，但凡新知識學生能直接看懂的內容不講，只留重點標注痕跡；能提示思考完成的只提示，一定讓學生自己的大腦主動轉起來，養成自己思考問題的思維方式；能讓學生板演展示、辨析講解的不代勞。

構建基于核心素養高效物理課堂，教師角色是課內外的清障者，是幫助學生達成學習目標及時排除障礙，這是提高實效性的有效手段，清障要準確就要關注實效演練，這是我們構建物理高效課堂中的重要環節。學生的日常作業多數是熟悉性訓練，涉及知識少，面也窄，相對比較容易，還有的學生偷懶抄作業，作業成了孩子們每日撞鐘的活計，無法全面發現學生學習能力上的問題。所以，作業的設計與布置需要認真研究。

五、研究開發新的高中物理實驗

物理實驗在概念和規律的建立過程中具有習題不可替代的作用。利用實驗的直觀性，可加深對物理概念和規律的記憶；利用實驗的可操作性，可培養學生的創新思維；利用實驗的可信性，可檢驗和肯定對概念和規律的認識；此外實驗還可以培養學生的實驗技能及學習的興趣。利用實驗，建立和鞏固概念，活化和運用規律，培養學生的科學思維。

在平時的實驗教學中，我們要在現有實驗儀器的基礎上盡可能做到一物多用，當然，這包括對現有儀器和實驗進行改造，以創設出新實驗。同時教師更要留心收藏一些趣味玩具，制作精美教具，以充實實驗庫，并在教學中加以應用。

我們身邊的物品和器具是重要的實驗資源。比如，利用頭發和塑料尺研究摩擦起電；利用人體手臂模擬三角支架感受分力作用效果；一張紙可以研究摩擦力，研究慣性實驗，研究流體壓強與流速的關系；利用舊牙刷摩擦力中的對阻礙相對運動的理解等等。

只要我們用心去想用心去觀察和思考，生活中處處都是物理實驗室。如：夾磚中怎樣巧妙抽紙條、用飲料瓶研究完全失重現象、可樂瓶樂器、用注射器演示氣體實驗定律、利用玩具小人上升下降研究電源電動勢等等。物理實驗的高境界：關注學生的好奇心，讓學生激動起來。

將小球疊放在大球上，一起從高處自由下落，結果學生容易發現，小球彈出的高度竟大大超過小球自由下落的高度。通過實驗研究，學生會自然感慨動手實驗的好處：一樣的碰撞問題卻有不一樣的結果。驚喜總是出于實踐中，這就是學習物理的妙處。

多問為什么，避免教條主義。物理實驗的探索還會產生額外的美學反響。生活中處處是物理。師生是實驗資源共同開發和利用的主人，大膽地交給學生去玩實驗，學生才能在諸多生活實例中發現真知，發現學習的樂趣，當好學習的主人。

六、研究高中物理評價方式的變革

根據教育部“探索基于統一高考和高中學業水平考試成績、參考綜合素質評價的多元錄取機制”的精神，開展普通高中學業水平考試和綜合素質評價，是今后一段時間考試招生制度改革的重要內容。

從高中學業水平考試改革內容來看，高中學業水平考試將正式被納入普通高校招生選拔體系。高中學業水平考試分為合格性考試和等級性考試，合格性考試涵蓋所有科目。因此，高中物理學業水平考試命題以及復習備考策略的研究就勢必得到重視。

到2020年為止，現行高考方式仍將延用。高考理綜考試試題以及復習備考策略的研究必須照常進行。研究發現，現行高考理綜物理命題趨勢有四個特點：突出基礎性，加強思想方法的考查；注重綜合性，豐富試題的呈現方式；加強應用性，注重理論聯系實際；體現創新性，增強開放性和探究性。理解、推理、分析綜合、應用數學、實驗等五個方面的能力是考查的重點。結合題型功能，突出能力考查。選擇題著重考核理解能力、推理能力；實驗題著重考核實驗能力、分析綜合能力；計算題著重考核應用數學能力、分析綜合能力。選擇題增加容易試題的比例，注重基本概念、基本規律的考查，增加定性或者半定量的試題，減少和降低數學運算的要求。實驗題選材注重基礎性實驗和探究性實驗相結合。情境新穎的計算題注意設問的層次，由易到難進行設問，給不同水平的學生發揮的空間。注重基礎知識，全面考查學科能力；基本概念和規律、物理過程、思想方法。

基于核心素養和關鍵能力的評價理念，勢必融入高中物理教學過程的各個環節，包括高考和高中學業水平考試、綜合素質評價等。

（作者單位：江西省教育廳教研室）

□責任編輯 吳俊軍

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